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湘中石漠化地区土壤肥力质量综合评价

钟杰  
【摘要】:岩溶地区的石漠化是一种破坏力极强、影响范围极广的顽固性自然灾害,被学术界形象地称为“生态癌症”。石漠化的发展直接导致地区生态环境极度脆弱,植被、土壤和环境极度退化,从而间接导致地区经济发展困难,并陷入“石漠化-贫困-更强石漠化”的恶性循环。土壤肥力是土地生产力的根本,也是居民基本生活保障和地区经济发展的关键。本研究以湘中典型石漠化地区为试验区域,将石漠化程度划分为无石漠化(潜在)、轻度、中度、重度4个等级,选择不同等级样地各5个,共20个样地,并设置20m×20m的样方进行调查采样。通过分析包括物理、化学、微生物量的18项指标,探讨了石漠化演替过程土壤肥力指标的变异情况,同时还运用模糊数学和主成分分析的方法评价了石漠化土壤综合肥力,并讨论了对石漠化土壤肥力变化敏感的指标,以期为建立石漠化土壤肥力评价指标体系及石漠化土壤改良与利用等提供理论依据。主要研究结果如下: (1)石漠化的演替对土壤化学、微生物量及物理指标产生了不同程度的影响,这些指标或规律性递增递减,或呈现出波动性变化,或无明显变化。土壤有机质和全氮含量均为规律性递减,递减方向与石漠化演替方向一致。有机质含量变化范围是49.75g·kg-1~28.63g·kg-1,全氮含量变化范围是2.64g·kg-1~1.44g·kg-1,潜在石漠化与另3种等级石漠化间均存在显著性差异(p0.05);全钾含量变化范围是10.26g·kg-1~11.14g· kg-1,各等级间无显著性差异(p0.05);全磷变化范围是0.34g·kg-1~0.52g·kg-1,潜在石漠化与轻度、重度石漠化之间存在显著性差异(p0.05);土壤有效磷为潜在(0.75mg· kg-1)中度(0.56mg· kg-1)轻度(0.28mg·kg-1)重度化(O.11mg·kg-1),潜在与轻度、重度,中度与重度之间有显著性差异(p0.05);土壤pH、有效钾和阳离子交换量在不同等级石漠化间无显著性差异(p0.05)。土壤微生物量碳、氮、磷的变化幅度均超过50%,只有微生物量碳在潜在与重度间有显著性差异(p0.05);土壤物理性质除了容重在潜在与中度石漠化间有显著性差异外(p0.05),其他均无显著性差异。毛管持水量、毛管孔隙度及土壤颗粒组成的变化规律与石漠化演替均无明显关系,各等级土壤细粉粒及粘粒含量均在30%~40%之间。 (2)石漠化演替对土壤各肥力因子的内在联系产生了影响,各肥力因子间的相关性变化较大。分别对4个石漠化等级土壤中18项肥力因子进行相关分析发现,潜在石漠化与轻度石漠化具有显著相关性(p0.05)的肥力因子分别有14对和18对,而中度与重度石漠化分别有30对和27对。潜在石漠化与轻度石漠化有机质与全氮相关系数分别为0.979**、0.987**(p0.01),而在中度与重度石漠化阶段这两项指标间无显著相关性(p0.05)。 (3)两种不同方法计算得出的土壤肥力综合得分情况基本一致,肥力综合得分均为潜在石漠化中度石漠化轻度石漠化重度石漠化。基于模糊数学的结果各等级之间无显著性差异(p0.05),基于主成分分析的结果潜在石漠化与重度石漠化间有显著性差异(p0.05)。 (4)土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物量碳与土壤肥力综合得分有极显著性相关性(p0.01);全钾、有效钾、毛管持水量、微生物量氮、微生物量磷与土壤肥力综合得分也有显著相关性(p0.05);pH、容重、细粉粒、粘粒在不同评价方法中,它们与土壤肥力的相关性存在一定差异。 石漠化演替过程中,部分土壤肥力指标表现出与石漠化演替方向一致的增加或减少的规律,也有另一部分指标的变化情况与石漠化演替无明显规律。研究区域土壤肥力综合得分情况为潜在石漠化中度石漠化轻度石漠化重度石漠化。表明石漠化演替与土壤肥力退化方向基本一致,但地区差异及人为干预也在很大程度上也影响着土壤肥力的变化情况,尤其是轻度与中度阶段,最易受到影响。根据试验结果可推测,石漠化治理的最佳时期应该是在中度石漠化阶段之前,一旦超过该等级而演变到重度石漠化阶段,土壤肥力极低、植被退化极强,其治理恢复工作将变得非常困难。


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